132氧化劑和還原劑（自主學案）-2021-2022學年高一化學學習高效學與練

20212022學年高一化學同步學習高效學與練（自主學案）第一章物質(zhì)及其變化第一節(jié)物質(zhì)的分類及轉(zhuǎn)化第2課時氧化劑和還原劑課程學習目標1.了解氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的概念；2.能利用“雙線橋”和“單線橋”分析氧化還原反應(yīng)，會標出電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目。3.知道常見的氧化劑、還原劑。學科核心素養(yǎng)1．通過對“氧化還原反應(yīng)”的學習，培養(yǎng)宏觀辨識和微觀探析的意識。2．通過對“氧化還原反應(yīng)特征”的學習，培養(yǎng)變化觀念和平衡思想。3．通過對“電子轉(zhuǎn)移表示”的學習，培養(yǎng)模型認知的能力。【新知學習】一．氧化劑和還原劑在氧化還原反應(yīng)中，一種物質(zhì)失去電子（或電子對偏離），必然同時有物質(zhì)得到電子（或電子對偏向）。1.氧化劑和還原劑在反應(yīng)時，所含元素的化合價升高，即失去電子（或電子對偏離）的物質(zhì)是還原劑；在反應(yīng)時，所含元素的化合價降低，即得到電子（或電子對偏向）的物質(zhì)是氧化劑；2.氧化還原反應(yīng)中的氧化劑和還原劑被氧化過程被氧化過程被還原還原劑反應(yīng)物氧化劑失電子能力得電子還原性性質(zhì)氧化性氧化產(chǎn)物產(chǎn)物還原產(chǎn)物氧化反應(yīng)反應(yīng)還原反應(yīng)得電子，化合價降低失電子，化合價升高3.氧化還原反應(yīng)方程式得到電子，化合價降低，被還原，得到電子，化合價降低，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，生成還原產(chǎn)物氧化劑＋還原劑===還原產(chǎn)物＋氧化產(chǎn)物失去電子，化合價升高，被氧化，失去電子，化合價升高，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氧化產(chǎn)物二．氧化還原反應(yīng)的表示方法1.雙線橋法雙線橋法是用兩條線橋來表示氧化還原反應(yīng)中化合價變化或電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目的方法。方法如下：一條線箭頭由氧化劑中得電子的原子指向還原產(chǎn)物中的同種元素的原子，并標明得到的電子數(shù)，另一條線箭頭由還原劑中失電子的原子指向氧化產(chǎn)物中的同種元素的原子，并標明失去的電子數(shù)。可概括為“標變價、畫箭頭、算數(shù)目、說變化”。得到2得到2×2e－，化合價降低，被還原【例題1】2CuO+C2Cu+CO2↑失去4e－失去4e－，化合價升高，被氧化得到2得到2×3e－，化合價降低，被還原【練習1】Fe2O3+3CO2Fe+3CO2失去3失去3×2e－，化合價升高，被氧化注意：=1\*GB3①箭頭由反應(yīng)物指向生成物=2\*GB3②線橋連接同一元素=3\*GB3③橋上標明“得到”“失去”字樣，且注明得失電子總數(shù)2.單線橋法單線橋法是用一條線橋來表示氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目的方法。方法如下：在反應(yīng)物一側(cè)，箭號起點為失電子原子，終點為得電子原子，在線上只標轉(zhuǎn)移電子總數(shù)，不標“得到”“失去”。4e－【例題2】4e－2CuO+C2Cu+CO2↑6e－6e－【練習2】Fe2O3+3CO2Fe+3CO2注意：=1\*GB3①箭頭由反應(yīng)物中的失電子元素指向反應(yīng)物中的得電子元素=2\*GB3②線橋不一定連接同一元素=3\*GB3③橋上不標“得到”“失去”字樣，只需注明得失電子總數(shù)三．常見的氧化劑和還原劑1.常見的氧化劑常見的氧化劑有：①典型的非金屬單質(zhì)，如：F2、O2、Cl2、Br2②有變價元素的高價態(tài)化合物或離子，如：KMnO4、濃H2SO4、HNO3、H+、HClO③金屬陽離子，如：Fe3+、Cu2+2.常見的還原劑常見的還原劑有：①典型的金屬單質(zhì)，如：K、Ca、Na、Mg、Al②某些非金屬單質(zhì)及其化合物。如：H2、C、CO、S③有變價元素的最低價態(tài)化合物或離子，如：H2S、HI、HBr,NH3、S2、I、Fe2+,Br3.具有中間價態(tài)原子的物質(zhì)，既能表現(xiàn)氧化性，又能表現(xiàn)還原性例如：FeFe2+Fe3+；H2OH2O2O2；SSO32SO42化合價0+2+32100+4+6【注意】(1)某元素由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)時，該元素可能被還原，也可能被氧化。(2)在氧化還原反應(yīng)中，非金屬單質(zhì)不一定只做氧化劑。(3)所含元素價態(tài)越高，化合物的氧化性不一定越強。(4)在氧化還原反應(yīng)中，一種元素被氧化，不一定有另一種元素被還原?！局R進階】一．氧化還原反應(yīng)中化合價的變化【問題探究】1．在氧化還原反應(yīng)中會不會只有化合價的升高或降低？氧化還原反應(yīng)中化合價的升高與降低必然同時發(fā)生，不能獨立存在。2．在氧化還原反應(yīng)中，得電子的和失電子的可以是同一種物質(zhì)或元素嗎？可以。如2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2H2↑＋O2↑(同一種物質(zhì))，2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑(同一種元素)。3．氧化還原反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子總數(shù)是得到的電子數(shù)或失去的電子數(shù)，而不是二者的加和?！疽?guī)律方法】(1)常見元素的主要化合價氟氯溴碘負一價；正一氫銀與鉀鈉。氧的負二先記清；正二鎂鈣鋇和鋅。正三是鋁正四硅；下面再把變價歸。全部金屬是正價；一二銅來二三鐵。錳正二四與六七；碳的二四要牢記。非金屬負主正不齊；氯的負一正一五七。氮磷負三與正五；不同磷三氮二四。硫有負二正四六；邊記邊用就會熟。(2)常見根價口訣一價銨根硝酸根；氫鹵酸根氫氧根。高錳酸根氯酸根；高氯酸根醋酸根。二價硫酸碳酸根；氫硫酸根錳酸根。暫記銨根為正價；負三有個磷酸根。二．電子守恒在建立“化學關(guān)系式”中的應(yīng)用氧化還原反應(yīng)及問題Ⅰ在溶液中，一定量的FeSO4被適量Cl2完全氧化，離子方程式為：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－①上述反應(yīng)生成的Cl－又被適量KMnO4氧化為Cl2，離子方程式為：10Cl－＋2MnOeq\o\al(－,4)＋16H＋=5Cl2↑＋2Mn2＋＋8H2O②試建立起Fe2＋與MnOeq\o\al(－,4)之間的化學關(guān)系式。電子轉(zhuǎn)移分析：反應(yīng)①： 反應(yīng)②：實際上反應(yīng)①與②轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等，也就是參加反應(yīng)的Fe2＋失電子數(shù)與MnOeq\o\al(－,4)得電子數(shù)相等。Fe2＋與MnOeq\o\al(－,4)之間的化學關(guān)系式為：5Fe2＋～MnOeq\o\al(－,4)氧化還原反應(yīng)及問題Ⅱ在溶液中，一定量的KI被適量FeCl3完全氧化，離子方程式為：2I－＋2Fe3＋=I2＋2Fe2＋①上述反應(yīng)生成的I2又將適量S2Oeq\o\al(2－,3)氧化為S4Oeq\o\al(2－,6)，離子方程式為：I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－②試建立起I－與S2Oeq\o\al(2－,3)之間的化學關(guān)系式。電子轉(zhuǎn)移分析：反應(yīng)①：2反應(yīng)②：實際上反應(yīng)①與②轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等，也就是參加反應(yīng)的I－、S2Oeq\o\al(2－,3)失電子數(shù)相等。I－與S2Oeq\o\al(2－,3)之間的化學關(guān)系式為：I－～S2Oeq\o\al(2－,3)【典例2】（2021·河北武強中學高一月考）(一)火藥是中國的“四大發(fā)明”之一，永遠值得炎黃子孫驕傲，也永遠會激勵著我們?nèi)^發(fā)圖強。黑火藥在發(fā)生爆炸時，發(fā)生如下的反應(yīng)：2KNO3+C+S=K2S+2NO2↑+CO2↑。其中被還原的元素是_____，被氧化的元素是_____，氧化劑是_____，還原劑是______(二)已知銅在常溫下能被稀HNO3溶解，反應(yīng)為3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。(1)請將上述反應(yīng)改寫成離子方程式：______。(2)氧化劑是______，還原劑是_______。(3)用雙線橋法標出該反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移情況：_______。(4)在參加反應(yīng)的硝酸中，起氧化作用的HNO3與起酸性作用的HNO3的質(zhì)量比為______。【答案】N、SCKNO3、SC3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2OHNO3Cu1:3【分析】根據(jù)化合價的變化判斷氧化還原反應(yīng)中的對應(yīng)項，化合價升高的元素是被氧化，所含元素的物質(zhì)是還原劑；降低的元素是被還原，所含元素的反應(yīng)物是氧化劑；化合價的變化值即是得電子數(shù)、失電子數(shù)、轉(zhuǎn)移電子數(shù)?！驹斀狻?一)根據(jù)元素的化合價變化判斷：N元素由+5價降到+4價，S元素由0價降到2價，故N、S元素被還原，C元素的化合價由0價升為+4價，被氧化。含N、S元素的反應(yīng)物做氧化劑，即是KNO3、S，含化合價升高的反應(yīng)物做還原劑，是C；（二）（1）根據(jù)單質(zhì)、氧化物不能改寫為離子，得出離子方程式為：3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O；(2)元素N由+5價變?yōu)?2價，故含氮的硝酸做氧化劑，Cu元素化合價由0升為+2價，Cu做為還原劑；(3)根據(jù)雙線橋法的規(guī)則：(4)根據(jù)變價元素N由+5價變?yōu)?2價有2個N，沒有發(fā)生變化N有6個，故起氧化作用的HNO3與起酸性作用的HNO3的質(zhì)量比為1:3；【點睛】轉(zhuǎn)移電子數(shù)等于化合價的升高總數(shù)等于化合價的降低總數(shù)，根據(jù)化合價的變化判斷對應(yīng)項。（變式訓練2）（2020·安徽蕪湖市·蕪湖一中高一月考）按要求回答下列各題：I．已知實驗室制取氯氣的反應(yīng)原理為：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O，據(jù)此回答下列問題：(1)氧化劑是___________(填寫化學式)；還原劑是___________(填寫化學式)；氧化劑和還原劑個數(shù)比是___________。(2)該實驗室制取氯氣反應(yīng)的離子方程式為___________。II．用雙線橋法表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：KClO3+6HCl(濃)KCl+3Cl2↑+3H2O___________III．醫(yī)學上常用酸性高錳酸鉀溶液與草酸溶液的反應(yīng)來測定血鈣的含量，配平以下離子方程式，并填上合適的微粒：_____________H++____MnO+____H2C2O4=____CO2↑+____Mn2++____【答案】MnO2HCl1：2MnO2+4H++2Cl(濃)Mn2++Cl2↑+2H2O6H++2MnO+5H2C2O4=10CO2↑+2Mn2++8H2O【詳解】I．(1)在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑是反應(yīng)物中得到電子化合價降低被還原的物質(zhì)，故為：MnO2，還原劑是反應(yīng)物中失去電子化合價升高被氧化的物質(zhì)，故為：HCl；由于反應(yīng)中4分子的HCl中只有2分子的Cl化合價升高被氧化，故氧化劑和還原劑個數(shù)比是1：2，故答案為：MnO2；HCl；1：2；(2)根據(jù)離子方程式的書寫原則可知，該實驗室制取氯氣反應(yīng)的離子方程式為MnO2+4H++2Cl(濃)Mn2++Cl2↑+2H2O，故答案為：MnO2+4H++2Cl(濃)Mn2++Cl2↑+2H2O；II．反應(yīng)KClO3+6HCl(濃)KCl+3Cl2↑+3H2O中KClO3中的Cl由+5價降低為Cl2中的0價，HCl中的Cl由1價升高為Cl2中的0價，故用雙線橋法表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為：，故答案為：；III．根據(jù)元素守恒可推知另一種生成物為H2O，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的配平原則可知，反應(yīng)中Mn由MnO中的+7價變?yōu)?2價的Mn2+，化合價降低了5，而C則由H2C2O4的+3價升高為+4價的CO2，化合價生高了2，根據(jù)化合價升高和降低的總數(shù)相等的最小公倍數(shù)法進行配平可得，該離子方程式為：6H++2MnO+5H2C2O4=10CO2↑+2Mn2++8H2O，故答案為：6H++2MnO+5H2C2O4=10CO2↑+2Mn2++8H2O。【效果檢測】1．（2021·浙江湖州市·高一期末）反應(yīng)中，還原劑是A．NH3 B．Cl2 C．NH4Cl D．N2【答案】A【詳解】在反應(yīng)中，Cl2中氯元素的化合價降低，被還原，氯氣是氧化劑，NH3中N元素的化合價升高，被氧化，氨氣是還原劑，故A符合題意。本題答案A。2．（2022·浙江紹興市·高一期末）下列物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，需要加入還原劑才能實現(xiàn)的是A． B． C． D．【答案】A【詳解】A．過程中Fe元素化合價降低，被還原，需要加入還原劑，故A選；B．Cu→Cu(NO3)2過程中Cu元素化合價升高，被氧化，需要加入氧化劑，故B不選；C．SO2→H2SO4過程中S元素化合價升高，被氧化，需要加入氧化劑，故C不選；D．CO→CO2過程中C元素化合價升高，被氧化，需要加入氧化劑，故D不選；故選A。3．（2021·浙江高一月考）反應(yīng)SiO2+2CSi+2CO↑中，還原產(chǎn)物是A．SiO2 B．C C．Si D．CO【答案】C【詳解】氧化還原反應(yīng)中元素化合價降低后所對應(yīng)的物質(zhì)為還原產(chǎn)物；該反應(yīng)中Si元素化合價降低，所SiO2發(fā)生還原反應(yīng)，得到還原產(chǎn)物為Si；故答案為C。4．（2021·浙江高一月考）下列變化中，需要加入合適的氧化劑才能實現(xiàn)的是A．HCl→H2 B．CO2→CO C．Fe2O3→Fe D．Br→Br2【答案】D【詳解】A．HCl轉(zhuǎn)化為H2被還原，需要加入還原劑，A不符合題意；B．CO2→CO的過程中C元素被還原，需要加入還原劑，B不符合題意；C．Fe2O3→Fe的過程中Fe元素被還原，需要加入還原劑，C不符合題意；D．Br→Br2的過程中Br元素被氧化，且Br無法自身歧化，需要加入合適的氧化劑，D符合題意；綜上所述答案為D。5．（2021·云南省華寧縣第一中學高一期中）向含有Mn2+的酸性溶液中滴加過二硫酸鉀(K2S2O8)溶液，會發(fā)生如下反應(yīng)(未配平)：Mn2++S2+H2O→Mn+S+H+。下列說法正確的是A．該反應(yīng)中起氧化作用的是Mn2+B．反應(yīng)后溶液的酸性增強C．反應(yīng)中有1個還原劑參加反應(yīng)，則轉(zhuǎn)移4個電子D．該反應(yīng)常用于檢驗溶液中Mn2+的存在，現(xiàn)象是溶液紫紅色消失【答案】B【詳解】A．反應(yīng)中Mn元素的化合價升高，則Mn2+被氧化是還原劑，起還原作用，故A錯誤；B．該反應(yīng)中生成氫離子，氫離子濃度增大，酸性增強，故B正確；C．Mn的化合價從+2升高到+7，轉(zhuǎn)移5個電子，所以有1mol還原劑參加反應(yīng)時，轉(zhuǎn)移5mol電子，故C錯誤；D．反應(yīng)生成Mn，溶液變?yōu)樽霞t色，即檢驗Mn2+存在的實驗現(xiàn)象是溶液由無色變?yōu)樽霞t色，故D錯誤。故選：B。6．（2021·河北武強中學高一月考）下列化學反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的表示方法正確的是A． B．C． D．【答案】C【分析】根據(jù)化合價升降判斷得失電子，化合價升高數(shù)值等于失去電子數(shù)，降低數(shù)值等于得到電子數(shù)，雙線橋箭頭由反應(yīng)物中的變價元素指向生成物中同種變價元素?！驹斀狻緼．硅元素化合價降低，得到電子，碳元素化合價升高失去電子，故A不正確；B．鈉元素化合價升高失去電子，氫元素的化合價降低得到電子，故B不正確；C．符合雙線橋的規(guī)則，故C正確；D．雙線橋的箭頭方向錯誤，故D不正確；故選答案C?！军c睛】根據(jù)化合價的變化判斷得失電子數(shù)，注意變價元素原子的個數(shù)根據(jù)前后變化的原子進行判斷。7．（2021·浙江高一月考）某溫度下將Cl2通入KOH溶液里，反應(yīng)后得到KCl、KClO、KC1O3的混合溶液，經(jīng)測定ClO、ClO的個數(shù)比為11：1，則Cl2與KOH反應(yīng)時，被還原的氯元素和被氧化的氯元素個數(shù)比為A．1：3 B．2：1 C．4：3 D．3：1【答案】C【詳解】Cl2與KOH反應(yīng)時，生成物為氯化鉀、次氯酸鉀、氯酸鉀和水，該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，氯化鉀為還原產(chǎn)物，而次氯酸鉀、氯酸鉀均為氧化產(chǎn)物，且氧化還原反應(yīng)過程中遵循電子得失守恒規(guī)律；測定反應(yīng)后的溶液中ClO、ClO的個數(shù)比為11：1，所以設(shè)次氯酸鉀為11mol，氯酸鉀為1mol，則氯化鉀為xmol，電子守恒：x×1=11×(10)+1×(50)，解得x=16，即Cl2與KOH反應(yīng)時，被還原的氯元素為16mol，被氧化的氯元素為11+1=12mol，所以被還原的氯元素和被氧化的氯元素個數(shù)比為16:12=4:3，故C符合題意。故選C。8．（2021·河南安陽市·安陽三十五中高一開學考試）分析以下AD四個涉及H2O2的反應(yīng)(未配平)，填空：A．Na2O2+HCl→H2O2+NaClB．Ag2O+H2O2→Ag+O2+H2OC．H2O2→H2O+O2D．3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH=2K2CrO4+3K2SO4+8H2O(1)H2O2僅體現(xiàn)氧化性的是___；H2O2僅體現(xiàn)還原性的是____；H2O2既體現(xiàn)氧化性又體現(xiàn)還原性的是___；H2O2既不能體現(xiàn)氧化性又不能體現(xiàn)還原性的是____(填代號)。(2)D反應(yīng)中1分子還原劑完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子為____個。【答案】DBCA6【分析】H2O2僅體現(xiàn)氧化性，則O元素的化合價降低；雙氧水僅體現(xiàn)還原性，則雙氧水在反應(yīng)中僅被氧化，化合價只升高；H2O2既體現(xiàn)氧化性又體現(xiàn)還原性，則O元素的化合價既升高又降低；H2O2既不做氧化劑又不做還原劑，說明在反應(yīng)中雙氧水中元素的化合價不發(fā)生變化；根據(jù)化合價的變化分析判斷轉(zhuǎn)移電子，據(jù)此分析解答。【詳解】(1)A．Na2O2+HCl→H2O2+NaCl，是一個非氧化還原反應(yīng)，H2O2既不是氧化劑，也不是還原劑；B．Ag2O+H2O2→Ag+O2+H2O，Ag2O被還原成單質(zhì)銀，H2O2中氧元素轉(zhuǎn)化為O2，表現(xiàn)還原性；C．H2O2→H2O+O2，是一個自身氧化還原反應(yīng)，H2O2既表現(xiàn)了氧化性，又表現(xiàn)了還原性；D．3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH=2K2CrO4+3K2SO4+8H2O，H2O2中氧元素化合價由1變成2，化合價降低被還原，表現(xiàn)氧化性；所以H2O2僅體現(xiàn)氧化性的反應(yīng)是D；H2O2僅體現(xiàn)還原性的反應(yīng)是B；H2O2既體現(xiàn)氧化性，又體現(xiàn)還原性的反應(yīng)是C；H2O2既不做氧化劑又不做還原劑的反應(yīng)是A，故答案為：D；B；C；A；(2)3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH=